Электромагнитное излучение (мифы и реальность)

[Alow]

Варяг

Цитата:

Для генерации ЭМВ в диапазоне от единиц дециметров до единиц сантиметров используются другие ЭВП: клистроны и магнетроны, в коих электроны не излучают ЭМВ в пролётном пространстве, а служат средством для возбуждения ЭМ-колебаний в резонаторах, по сути тех же самых LC-контурах, что и для метрового диапазона радиоволн.

Вообще то элементарные частицы не способны излучать волны. Для излучения требуется не только колебательный контур, но и антенна определённой длины.

Варяг

Цитата:

Ни в одном ЭВП не производятся съём энергии ЭМ-колебаний с электронов, движущихся в промежутке катод-анод, что свидельствует о том что они там не излучают ЭМВ.

Прежде всего, при движении, электроны не создают вокруг электрического поля. Так, по крайней мере, происходит в проводниках. При движении электронов в проводнике, вокруг его образуется максимальное магнитное поле. Перед тем, как электронам надо будет двинуться в обратный путь (при перемены напряжения на противоположное), они останавливаются. При этом магнитное поле будет равным нулю, а напряжённость электрического поля будет максимальной. Магнитное и электрическое поле смещены, относительно друг друга, на 90 градусов. Движущиеся электроны в ЭВП не должны создавать электрического поля вокруг пучка. А именно из электрической энергии и создаются все волны, которые современные физики называют ЭМ волнами. Почему то забывая о гравитации, которая есть у всех электрических волн.

Варяг

Цитата:

Какие конкретно технические решения позволяют свести к минимуму потери на излучение в ЭВП?

На катод и анод подаётся постоянное, хорошо сглаженное напряжение.

e2e4

Цитата:

Движущийся электрон порождает электро-магнитное поле вне зависимости от среды, в которой он движется.

Вот это грубая ошибка. Электрического поля движение электронов не вызывает. Если взять разомкнутый проводник и подать напряжение, то электрическое поле будет максимально большим. Если замкнуть проводник накоротко, то магнитное поле будет максимальным, а электрическое поле будет равно нулю.

[Варяг]

Alow писал(а):

Варяг

Цитата:

Для генерации ЭМВ в диапазоне от единиц дециметров до единиц сантиметров используются другие ЭВП: клистроны и магнетроны, в коих электроны не излучают ЭМВ в пролётном пространстве, а служат средством для возбуждения ЭМ-колебаний в резонаторах, по сути тех же самых LC-контурах, что и для метрового диапазона радиоволн.

Вообще то элементарные частицы не способны излучать волны. Для излучения требуется не только колебательный контур, но и антенна определённой длины.

Именно об этом я и говорил с свмого начала, Вы, видимо, не совсем внимательно прочитали начало темы, вот что там написано:
"В обычных электронных устройствах радиодиапазона с длинной волн от тысяч метров до единиц метров, колебательной системой является LC-контур, с которого производится съём энергии ЭМ-колебаний, которые посредством фидера подводятся к антенне, именно антенна и является тем устройством, которое излучает ЭМВ".

[Developer]

Мда-а-а... Однако Карфаген всё-таки должен быть разрушен...

Но сначала немного о физике рассеяния электронов на мишени. Эти процессы сводятся к следующим:
- упругое рассеяние в кулоновском поле атомного ядра с изменением траектории и при незначительном изменении энергии налетающего электрона. Упругие столкновения могут быть многократными и приводить к вылету электрона из вещества (так называемые отражённые электроны);
- неупругое рассеяние на ядрах со значительной потерей энергии, сопровождающейся излучением тормозного рентгеновского излучения;
- неупругое рассеяние на электронных оболочках атома (на валентных электронах внешней оболочки и на электронах внутренних оболочек). Если рассеяние происходит на валентных электронах, то они выбиваются либо в зону проводимости, либо за пределы материала анода (так называемые вторичные электроны). Если из атома налетающий электрон выбивает электроны внутренних оболочек атома, это сопровождается генерацией характеристического рентгеновского излучения за счёт внутренних переходов электронов внутри атома с верхних на нижние оболочки;
- рассеяние в очень тонком приповерхностном слое анода с выбиванием так называемых Оже-электронов, энергетическая характеристика которых определяется химическим составом материала анода.

Я не упомянул о передаче энергии электронного пучка
- на тепловое возмущение материала анода,
- на восполнение энергии электрического тока во внешних проводниках электрической схемы электровакуумного прибора.

Итак, оцениваю частоту электромагнитных волн при тормозном излучении электронами, налетающими на анод рентгеновской трубки.
При напряжении на аноде $U$ скорость электрона при налёте на анод составляет $v=\sqrt{\frac{2eU} m}$. При напряжении на аноде $U=1000 V$ и на участке торможения - это расстояние от поверхности анода до ядра атома $0,5\text{ } 10^{-15} m$ - частота электромагнитного излучения электрона составляет величину порядка $3,8\text{ } 10^{17}\text{ } s^{-1}$. Это нижний край диапазона рентгеновских лучей ($3\text{ } 10^{17}...5\text{ } 10^{19}\text{ } s^{-1}$).

C тормозным излучением электронов на материале анода разобрались...

Добавлено спустя 2 часа 39 минут 46 секунд:

Варяг, Вы постоянно просите меня привести ссылку на эксперимент...
Я всегда предлагаю Вам провести его самостоятельно, вот и опять...

Пётр Леонидович Капица, работавший в начале 20-х годов прошлого века под руководством великого Э. Резерфорда, вспоминал, что его учитель особенно ценил не только возможность выполнять эксперименты всего за несколько сотен, а то и десятков фунтов стерлингов, но и ещё больше, когда сотрудники, работавшие в его знаменитой лаборатории, экспериментальную установку собирали своими руками и из подручных материалов.
Нам с Вами далеко до Резерфорда и Капицы , но последовать их примеру, мы в состоянии.

Я предлагаю три экспериментальных способа проверки генерации электромагнитного излучения электронами в вакууме при их торможении в электрическом поле на прямолинейном участке траектории.
Вы хорошо знаете и умеете обращаться с электровакуумными приборами типа ламповых триодов и лучевых тетродов.

Идея проста, как электромагнитное излучение.
Опыт первый.
В лучевом тетроде, где имеется и наблюдается синее свечение в колбе лампы, на некоторое время экранная сетка соединяется с анодом.
Если свечение пропадает, излучение в области ультрафиолета и синего края видимого спектра налицо, Максвелл прав.
Если не пропадает, Ваше заявление о люминесценции стеклянного баллона имеет под собой некоторые основания.

Опыт второй.
Берём с Вами двойной триод типа 6Н1П, 6Н2П и т.п. и выбираем из них такие, в которых бы можно было заглянуть через стеклянную колбу лампы в пространство между анодами и управляэщими сетками (там иногда чёрный метеллизированный слой геттера мешает это сделать).
Одну половину лампы включаем по стандартной схеме усилительного каскада с напряжением на аноде 100...150 В, и смещением на управляющей сетке -2..-3 В, а вторую половину триода по схеме с заземлёнными анодом и катодом, а на управляющую сетку подпдим положительное напряжение 20...50 В с возможностью его регулирования.
Если в пространстве между анодом и управляющей сеткой второй половины заметим синеватое свечение, а в первой не заметим, Максвелл прав.
Если нет свечения, Максвелла не трогаем, а меня в омут...

Опыт третий.
В подходящей осциллографической трубке или кинескопе телевизора устанавливаем на горловину сильный постоянный магнит таким образом, чтобы сместить электронный пучок на внутреннюю поверхность колбы, не покрытую люминофором.
Если свечение (синеватое) появится, люминесценция налицо, и Вы правы (Максвелла опять пока не трогаем), а меня в омут...
Если нет, то всё списываем на бездарность Дивелопера с его экспериментами.

Как? Принимаете? Опыты под силу даже школьникам в физическом кабинете...

[Варяг]

Developer писал(а):

C тормозным излучением электронов на материале анода разобрались...

Нет! Не разобрались!

Какое отношение время торможения электрона на аноде имеет к частоте излучаемых ЭМВ?
Излучать-то может только колебательная система!
Простой пример:
Удар деревянного молотка по гонгу приводит к колебаниям гонга, который начинает колебаться и излучать звуковые волны. Точно также и тормозящийся на аноде электрон воздействуя на атомы вещества анода заставляет их колебаться и излучать ЭМВ.
По Вашему излучает деревянный молоток (электрон)?
И почему, в таком случае, частота излучения зависит от характеристик гонга (атома), но не от молотка (электрона)?
Ведь молотком можно ударять с различной силой, которая не влияет на частоту колебаний гонга.
Ещё один пример:
Соударение двух твёрдых стальных предметов зачастую сопровождается появлением искр.
Эти искры - результат излучения ЭМВ электронами или оторвавшимися при ударе от поверхности металла атомов самого металла?
На мой взгляд, при нерелятивистских скоростях могут излучать только колебательные системы (атомы и молекулы), но никогда электроны.
Синхротронное излучение, возникающее при релятивистских скоростях электронов - совершенно иной случай излучения, который нужно разбирать специалистам в отдельной ветке.

Настоятельнейшим образом прошу Вас привести ссылку на эксперимент, в котором ускорение или торможение движущихся в свободном пространстве электронов в электростатических полях сопровождается излучением ими ЭМВ.
До предоставления Вами такой ссылки дальнейшую нашу дискуссию считаю нецелесообразной.

[Developer]

Давайте оставим в стороне молотки, гонги и искры от огнива и и железа...
Как насчёт трёх опытов? Будем проводить?

[Варяг]

Developer писал(а):

Давайте оставим в стороне молотки, гонги и искры от огнива и и железа...
Как насчёт трёх опытов? Будем проводить?

Я Вам уже приводил ссылку на эксперимент на синхротроне Калтех'а, в коем ожидавшегося по Максвеллу и Л-Л излучения не было обнаружено.
Чем Вас не устраивает этот эксперимент, который со всей очевидностью опровергает Ваши же утверждения:
"Напомню ещё раз: электромагнитное излучение во всём блеске его корпускулярно-волнового дуализма и во всей широте его спектрального диапазона (от радиоволн вплоть до жёсткого гамма-излучения) порождается изменением во времени (кому мало, то и в пространстве) плотности токов и зарядов, носителями которых могут быть самые разнообразные материальные объекты".
Developer Чт Дек 28, 2006 14:24:12

Как с этим-то быть?

[Alow]

Варяг

Цитата:

Именно об этом я и говорил с свмого начала, Вы, видимо, не совсем внимательно прочитали начало темы, вот что там написано:

Я говорил не только про антенну, но и про энергию электрического поля. Вокруг пучка летящих электронов нет электрического поля.

Варяг

Цитата:

"В обычных электронных устройствах радиодиапазона с длинной волн от тысяч метров до единиц метров, колебательной системой является LC-контур, с которого производится съём энергии ЭМ-колебаний, которые посредством фидера подводятся к антенне, именно антенна и является тем устройством, которое излучает ЭМВ".

Излучается не ЭМ волна, а электрическая волна. У самой волны нет никаких полей, в том числе и электрических. Все поля возникают при взаимодействии электрической волны и вакуума. Надо помнить, что энергии не способны, без взаимодействия с другими энергиями, имеющими другой энергетический уровень, совершать работу. Пружину могут натянуть две силы, а не одна. Это общий закон природы. Поэтому и поля могут создавать только две силы.

[Варяг]

Alow писал(а):

Надо помнить, что энергии не способны, без взаимодействия с другими энергиями, имеющими другой энергетический уровень, совершать работу. Пружину могут натянуть две силы, а не одна. Это общий закон природы. Поэтому и поля могут создавать только две силы.

У Вас какие-то особенные представления об энергии.
В классической (нормальной) физике энергия определяется как способность системы тел, как минимум двух, совершать работу.

[Alow]

Варяг

Цитата:

У Вас какие-то особенные представления об энергии.
В классической (нормальной) физике энергия определяется как способность системы тел, как минимум двух, совершать работу.

А волна не является системой тел, а только одним телом, и, значит, сама, без взаимодействия, не способна создавать поля. Вот как формулируется термин «энергия» в БСЭ: «Энергия (от греч. enérgeia - действие, деятельность), общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи. Э. в природе не возникает из ничего и не исчезает; она только может переходить из одной формы в другую (см. Энергии сохранения закон). Понятие Э. связывает воедино все явления природы.»
Ни о какой работе разговор не идёт. Хотя термин «материя» не совсем научный, да и переходить из одного вида в другой энергия не может. У термина «энергия» не может быть точной научной формулировки, так как в единственном экземпляре энергии не существует. Это относительное понятие, а не абсолютное.

[Варяг]

Alow писал(а):

А волна не является системой тел, а только одним телом, и, значит, сама, без взаимодействия, не способна создавать поля. Вот как формулируется термин «энергия» в БСЭ: «Энергия (от греч. enérgeia - действие, деятельность), общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи. Э. в природе не возникает из ничего и не исчезает; она только может переходить из одной формы в другую (см. Энергии сохранения закон). Понятие Э. связывает воедино все явления природы.»
Ни о какой работе разговор не идёт. Хотя термин «материя» не совсем научный, да и переходить из одного вида в другой энергия не может. У термина «энергия» не может быть точной научной формулировки, так как в единственном экземпляре энергии не существует. Это относительное понятие, а не абсолютное.

Вы не упомянули того, что для существования и распространения волны должна существовать среда. Вот она-то и является недостающим телом.

[Developer]

Варяг писал(а):

Developer писал(а):

Как насчёт трёх опытов? Будем проводить?

Я Вам уже приводил ссылку на эксперимент на синхротроне Калтех'а, в коем ожидавшегося по Максвеллу и Л-Л излучения не было обнаружено.
Чем Вас не устраивает этот эксперимент...

Это два-три абзаца из шестого тома фейнмановских лекций по физике, и толкование этого с позволения сказать "эксперимента" (а на самом деле преподавательского "хода" лектора) я уже приводил.
Вот настоящая ссылка на излучения в ускорителях заряженных частицДиагностика трубчатого пучка релятивистских электронов по передаточной функции мишени-конвертера, в этой работе из ЖТФ учтены почти все физические явления, возникающие при налёте электронного пучка на мишень.
Почитайте и подумайте, что является источником излучения, а также что, когда, как и почему излучает этот самый источник, это весьма познавательно...
А я пока начну собирать экспериментальную установку в стиле Резерфорда, чтобы посмотреть на природу синеватого свечения внутри лучевых тетродов.

[Варяг]

Developer писал(а):

Вот настоящая ссылка на излучения в ускорителях заряженных частицДиагностика трубчатого пучка релятивистских электронов по передаточной функции мишени-конвертера, в этой работе из ЖТФ учтены почти все физические явления, возникающие при налёте электронного пучка на мишень.
Почитайте и подумайте, что является источником излучения, а также что, когда, как и почему излучает этот самый источник, это весьма познавательно...
А я пока начну собирать экспериментальную установку в стиле Резерфорда, чтобы посмотреть на природу синеватого свечения внутри лучевых тетродов.

Вот что написано в работе, на которую Вы дали ссылку:

"В работах по моделированию эффектов ядерного излучения и других прикладных научных исследованиях для получения высокоинтенсивного импульсного фотонного излучения широко используются ускорители с энергией электронов до 15MeV [1,2]. Генерация фотонного излучения происходит в мишени-конвертере, состоящей из материала с атомным номером Z, посредством преобразования части энергии электронов в тормозное излучение. Характеристики тормозного излучения находятся в прямой связи с типом и толщиной мишени D, энергией E, током J и углом падения teta электронов на мишень".

По Вашему томозное излучение, возникающее при бомардировке электронами мишени, это и есть излучение электронов, движущихся с ускорением либо торможением в СВОБОДНОМ пространстве?
Это не ссылка, а "лапша"!
Всё же надеюсь получить от Вас ссылку на эксперимент, в котором ПРЯМОЛИНЕЙНО движущиеся в СВОБОДНОМ пространстве с ускорением либо торможением электроны, излучают ЭМВ.
До тех пор пока такая ссылка Вами не будет представлена, дискуссию с Вами прекращаю.

[Developer]

Варяг писал(а):

По Вашему томозное излучение, возникающее при бомардировке электронами мишени, это и есть излучение электронов, движущихся с ускорением либо торможением в СВОБОДНОМ пространстве?

Это не по-моему, это физика явления потери энергии электроном в тормозном электростатическом поле ядра или связанного электрона мишени с излучением первичным электроном фотона в направлении движения первичного электрона.
Читайте внимательнее и не ставьте всё с ног на голову...
Но меня больше интересует "люминесценция стеклянной колбы ЭВП под электронным пучком", которой Вы объясняете синее свечение внутри лучевых тетродов.

[Munin]

Скажите, Варяг, а в чём вы несогласны с выводами Резерфорда о том, что вещество в изрядной степени состоит из свободного пространства?

[Developer]

Варяг писал(а):

Developer писал(а):

C тормозным излучением электронов на материале анода разобрались...

Нет! Не разобрались!
Излучать-то может только колебательная система!

И опять с ног на голову: я просто бросил в воду камень (аналогия с электроном, "брошенным" на мишень), и по воде пошли круги расходящейся волны.
Камень - это не колебательная система, как и электрон.
Просто часть его энергии превратилась в энергию расходящейся волны...
И свободный электрон - это не колебательная система, просто часть его энергии превращается в энергию электромагнитной волны...
В первом случае (с камнем) для распространения волны нужна, и обязательно нужна, упругая среда, как носитель волнового возмущения, а во втором случае (с электроном) упругая среда (в виде мирового эфира, например) не нужна, поскольку носителем электромагнтной волны является фотон, - и он же, зараза-фотон, одновременно является и волной!
Дуализм, да и только...